JP3922275B2 - 音声再生装置及び音声再生装置の音声ビーム反射位置補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の音声ビームを出力してマルチチャンネルサラウンド音声を再生する音声再生装置に関し、特に聴取者の聴取位置に応じてリアチャンネルの音声ビームの定位位置を補正することができる音声再生装置、及び音声再生装置の音声ビーム反射位置補正方法に関する。

従来、マトリックス状に配置された複数のスピーカから成るスピーカアレイを用いて複数の音声ビームを形成することにより、音声信号伝搬の指向性を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術を用いることで従来のサラウンドシステムのように、複数のスピーカを聴取者の周囲に設置しなくても良くなり、１枚のパネル状のスピーカアレイから複数の音声ビームを出力させてサラウンド音声を再生することができる。

図５は、特許文献１に記載のスピーカ装置を設置した部屋の上面透視図であり、スピーカアレイを備えたスピーカ装置で５．１ｃｈサラウンドシステムを構成した例を示している。ここで、以下の説明では、５．１ｃｈサラウンドシステムにおいて、フロントの左チャンネルをＬ（Left）ｃｈ、フロントの右チャンネルをＲ（Right ）ｃｈ、センタチャンネルをＣ（Center）ｃｈ、リアの左チャンネルをＳＬ（Surround Left）ｃｈ、リアの右チャンネルをＳＲ（Surround Right）ｃｈ、サブウーハをＬＦＥ（Low Frequency Effects）ｃｈと称する。

図５に示すスピーカ装置２１３は、１つのパネルに所定の配列で配置された数百個のスピーカユニットを備えており、各スピーカユニットからサラウンド音声を出力するタイミングをチャンネル毎に調整してビーム状に放射し、音声ビームが空間の任意の点で焦点を結ぶように遅延制御する。そして、各チャンネルの音声を天井や壁に反射させることで、壁方向に音源を作り出し、マルチチャンネルの音場を再生する。図５（Ａ）に示すように、部屋２１１の前方の壁２２０の中央部付近であって、聴取者Ｕの前方に設置された映像装置２１２の下部に配置したスピーカ装置２１３は、センタスピーカ（Ｃ）及び低音補強用のサブウーハ（ＬＦＥ）と同様の音声を直接聴取者Ｕに対して出力する。また、スピーカ装置２１３は、聴取者Ｕの左右の壁２２１，２２２に音声ビームを反射させて、仮想Ｒｃｈスピーカ２１４と仮想Ｌｃｈスピーカ２１５を作り出す。さらに、スピーカ装置２１３は、聴取者Ｕの左右の壁２２１，２２２及び聴取者Ｕの後方の壁２２３に音声ビームを反射させて、聴取者Ｕの後方の左右に仮想ＳＲｃｈスピーカ２１６と仮想ＳＬｃｈスピーカ２１７を作り出す。このように、スピーカアレイを用いたサラウンドシステムでは、各チャンネルの音声信号を遅延制御してビーム化し、このビーム化した音声を壁に反射させて複数の音源を作ることにより、聴取者Ｕの周囲に複数のスピーカを設置したかのようなサラウンド感を得ることができる。
特表２００３−５１０９２４号公報

従来の音声再生装置は、上記のように、聴取者Ｕの左右・後方の壁や天井に音声ビームを反射させて、サラウンドサウンドを再生するので、音声再生装置を設置した部屋の中央に聴取位置を設定して、サラウンドサウンドを再生する場合には、理想的な音場環境となる。したがって、聴取者Ｕは最適化されたサラウンド環境でマルチチャンネルの音声（サラウンドサウンド）を楽しむことができる。

しかしながら、図５（Ｂ）に示すように、聴取位置を部屋の中央付近ではなく、例えば部屋の後方の壁２２３付近に設定すると、部屋の形状や聴取位置によっては、リアチャンネル（ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈ）の音声ビームが左右の壁２２１，２２２で初めて反射する点（第１反射点）が、聴取位置よりも前方（音声再生装置側）になることがあった。そして、この場合には、第１反射点で反射したリアチャンネルの音声ビームが後方の壁２２３で反射するまでの間に、聴取者Ｕの近傍を通過するので、聴取者Ｕがリアチャンネル音声の定位を前方に感じてしまうという問題があった。また、フロントチャンネルの音声ビームとリアチャンネルの音声ビームとの出力角度が近くなるため、両音声ビームが同じ方向から重なって聞こえるという問題があった。そのため、聴取者Ｕは、聴取位置を部屋の壁際付近に設定した場合には、サラウンドサウンドを楽しむことができなかった。

そこで、本発明は、音声再生装置の聴取位置の設定に応じて、リアチャンネルの音声ビームの出力角度を補正して、最適なサラウンド環境を設定できる音声再生装置及び音声再生装置の音声ビーム反射位置補正方法を提供することを目的とする。

この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。

（１）マトリックス状またはライン状に配置された複数のスピーカを有するスピーカアレイと、
前記スピーカアレイからマルチチャンネルサラウンド音声の各チャンネルの音声ビームを、直接または壁面で反射して聴取位置へ到達するように、ビーム方向及び焦点距離を制御するビーム制御手段と、
を備えた音声再生装置であって、
前記ビーム制御手段は、フロントチャンネルの音声ビームが側壁で反射して聴取位置へ到達するように、リアチャンネルの音声ビームが側壁及び後壁で反射して聴取位置へ到達するように、ビーム方向及び焦点距離を制御するとともに、
リアチャンネルの音声ビームの側壁における反射位置の前後関係が、前記フロントチャンネルの音声の聴取位置と同じか、その位置よりも後方になるように、前記ビーム方向及び焦点距離を制御して、
リアチャンネルの音声の聴取位置を、フロントチャンネルの音声の聴取位置よりも前方にすることを特徴とする。

スピーカアレイから複数の音声ビームを出力して、マルチチャンネルサラウンド音声を再生する従来の音声再生装置では、聴取者の聴取位置を部屋の後方の壁際付近に設定した場合には、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが側壁で反射する位置が聴取者よりも前方に位置する。この場合、側壁で反射したリアチャンネルの音声ビームが後壁で反射するまでの間に、聴取者の近傍を通過するので、聴取者がリアチャンネル音声の定位を前方に感じてしまい、また、フロントチャンネルの音声ビームとリアチャンネルの音声ビームとの出力角度が近くなるため、両音声ビームが同じ方向から重なって聞こえてしまう。

この構成においては、音声再生装置は、リアチャンネルの音声ビームの側壁における反射位置の前後関係が、前記フロントチャンネルの音声の聴取位置と同じか、その位置よりも後方に設定して、リアチャンネルの音声の聴取位置を、フロントチャンネルの音声の聴取位置よりも前方となるようにビーム方向及び焦点距離を制御するので、上記のような場合に、フロントチャンネルの音声の聴取位置とリアチャンネルの音声の聴取位置とを異なる位置に設定することができ、リアチャンネルの音声ビームがユーザの近傍を通過するのを防止でき、リアチャンネル音声の定位を真横乃至後方に修正することができる。また、リアチャンネルの音声ビームの反射位置を、フロントチャンネルの音声ビームと異なる位置に変更できるので、フロントチャンネルの音声ビームとの分離感を確保できる。

（２）前記スピーカアレイの設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報の入力を受け付ける位置入力手段と、
前記位置入力手段が各位置情報の入力を受け付けると、聴取者に対して出力するリアチャンネルの音声ビームの出力角及び反射点の位置を計算し、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが側壁で最初に反射する第１反射点が、聴取者よりも前方に位置するか否かを判定して、該第１反射点が聴取者よりも前方に位置する場合には、該第１反射点をその計算で求めた位置よりも後方であって、聴取者の聴取位置においてリアチャンネルの音声が真横乃至後方から聞こえる位置に、該第１反射点の位置を補正するビーム補正手段と、
を備えたことを特徴とする。

この構成においては、音声再生装置は、スピーカアレイの設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報の入力を受け付けると、聴取者に対して出力するリアチャンネルの音声ビームの出力角及び反射点の位置を計算して、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが壁面で最初に反射する第１反射点が、聴取者よりも前方に位置する場合には、第１反射点を計算で求めた位置よりも後方であって、聴取者の聴取位置においてリアチャンネルの音声が真横乃至後方から聞こえる位置に、第１反射点の位置を補正する。したがって、音声再生装置は、リアチャンネルの音声の定位をフロントチャンネルの音声の聴取位置における真横乃至後方に設定することができ、聴取者の聴取位置に応じた最適なサラウンド環境を提供することができる。

（３）前記ビーム補正手段は、前記第１反射点を補正する際に、前記リアチャンネルの音声ビームの音量レベルが出射時に一定量上昇するように補正することを特徴とする。

リアチャンネルの音声ビームの第１反射点の位置を補正することにより、音声ビームの出力方向が聴取位置から多少ずれてしまうが、この構成においては、リアチャンネルの音声ビームの音量レベルを一定量上昇させるので、リアチャンネルの音声を聴取者が確実に聴取できるように設定でき、聴取者に対して最適なサラウンド環境を提供できる。

（４）前記スピーカアレイの設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報の入力を前記位置入力手段が受け付けると、前記ビーム補正手段が聴取者に対して出力するリアチャンネルの音声ビームの出力角及び反射点の位置を計算する工程、
前記ビーム補正手段が、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが壁面で最初に反射する第１反射点が、聴取者よりも前方に位置するか否かを判定する工程、
該第１反射点が聴取者よりも前方に位置する場合には、前記ビーム補正手段が該第１反射点を、その計算で求めた位置よりも後方であって、リアチャンネルの音声が反射して聴取者の聴取位置において真横乃至後方から聞こえる位置に補正する工程、
を備えたことを特徴とする。

この構成においては、（２）と同様の効果を得ることができる。

本発明では、音声再生装置は、リアチャンネルの音声ビームの側壁における反射位置の前後関係が、前記フロントチャンネルの音声の聴取位置と同じか、その位置よりも後方に設定して、リアチャンネルの音声の聴取位置を、フロントチャンネルの音声の聴取位置よりも前方となるようにビーム方向及び焦点距離を制御するので、聴取位置の設定に応じてリアチャンネルの音声の聴取位置を変更して、リアチャンネルの音声ビームが壁面で反射する位置を補正することができる。これにより、聴取者の聴取位置に応じてリアチャンネルの音声ビームの反射位置を補正して、最適なサラウンド環境を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る音声再生装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、スピーカアレイの配置図であり、（Ａ）はマトリックス状にスピーカを配置した場合、（Ｂ）はライン状にスピーカを３列配置した場合、（Ｃ）はライン状にスピーカを３列配置し、２列目のスピーカをずらした配置にした場合である。以下の説明では、音声再生装置の一例として、５．１ｃｈサラウンドシステム用のものについて説明する。また、以下の説明では、５．１ｃｈサラウンドシステムにおいて、フロントの左チャンネルをＬ（Left）ｃｈ、フロントの右チャンネルをＲ（Right ）ｃｈ、センタチャンネルをＣ（Center）ｃｈ、リアの左チャンネルをＳＬ（Surround Left）ｃｈ、リアの右チャンネルをＳＲ（Surround Right）ｃｈ、サブウーハをＬＦＥ（Low Frequency Effects）ｃｈと称する。なお、５．１ｃｈサラウンドシステムにおいて、ＬＦＥｃｈの音声信号は指向性がほとんどなく、音声再生装置から直接聴取者Ｕに対して出力するので、以下の説明ではＬＦＥｃｈの音声信号の処理については説明を省略する。

音声再生装置１は、システム制御部２、記憶部３、操作部４、表示部５、ビーム形成部７、及びスピーカアレイ８を備えている。また、音声再生装置１は、５．１ｃｈサラウンド音声信号のマルチチャネル入力６として、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈの入力を備えている。さらに、ビーム形成部７は、マルチチャネル入力６から入力された各音声信号をそれぞれ遅延処理する遅延部３１、この遅延部３１から出力された５つの音声信号を増幅するパワーアンプ３２−１〜３２−５、及び各パワーアンプ３２−１〜３２−５から出力された信号を加算する加算器３３を備えている。また、ビーム形成部７はｎ個のブロックから成り、スピーカアレイ８はｎ個のスピーカ３０を備え、各ビーム形成部７の加算器３３の出力にはスピーカ３０がそれぞれ接続されている。

システム制御部２は、ユーザＩ／Ｆ処理部１１、音源位置演算補正処理部１２、及びビーム制御処理部１３を備えている。

ユーザＩ／Ｆ処理部１１は、操作部４で受け付けた操作に応じて、信号を音声再生装置１の各部へ出力する。また、ユーザＩ／Ｆ処理部１１は、装置の状況に応じて聴取者Ｕに報知すべき内容を表示部５へ表示させる。

音源位置演算補正処理部１２は、操作部４が受け付けた音声再生装置１の設置位置情報や聴取者Ｕの聴取位置情報が、ユーザＩ／Ｆ処理部１１から送られてくると、これらの情報に基づいて、５ｃｈサラウンド音声の各音声ビーム、すなわち、Ｃｃｈ、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈの各チャンネルの音声ビームを出力する角度や音声ビームを壁面に反射させる位置や焦点距離の演算を行い、その演算結果である音声ビーム出射角情報をビーム制御処理部１３へ出力する。

ビーム制御処理部１３は、音源位置演算補正処理部１２から出力された音声ビーム出射角情報に基づいて、各チャンネルの音声ビームの出射角度を設定する出射角設定情報をビーム形成部７へ出力する。また、ビーム制御処理部１３は、この出射各設定情報を記憶部３へも出力して、次回以降に音声再生装置１を起動した際にこの情報を読み出せるように、記憶部３へ記憶させておく。

記憶部３は、音声再生装置１で実行する各種プログラムを記憶する。また、記憶部３は、音声再生装置１の設置時に設定された各音声ビームの出射角情報を記憶する。

操作部４は、音声再生装置１の設置時などに、聴取者Ｕが行った各種の設定入力を受け付けて、その入力に応じた信号をシステム制御部２へ出力する。

表示部５は、システム制御部２から出力された制御信号に基づいて聴取者Ｕに伝達する内容を表示する。

ビーム形成部７は、システム制御部２から出力された各チャンネルの角度設定信号に基づいて各チャンネルの音声ビームを形成して、スピーカアレイ８へ音声信号を出力する。

スピーカアレイ８は、ビーム形成部７から出力された音声信号に基づいて、各チャンネルの音声ビームを出力する。スピーカアレイ８は、図２に示すように、複数（ｎ個）のスピーカ３０が１つのパネルにマトリックス状やライン状など所定の配列で配置したものであり、ビーム形成部７で各スピーカ３０からサラウンド音声を出力するタイミングをチャンネル毎に調整してビーム状に放射し、この音声ビームが壁面など任意の位置で焦点を結ぶように遅延制御する。そして、各チャンネルの音声を音声再生装置１が設置された部屋の壁に反射させることで、任意の点に音源（仮想スピーカ）を作り出し、マルチチャンネル（５．１ｃｈ）サラウンドサウンドの音場を形成する。

次に、本発明の実施形態に係る音声再生装置１の特徴的な動作について説明する。音声再生装置１は、リアチャンネルの音声の聴取位置を、フロントチャンネルの音声の聴取位置よりも前方となるようにビーム方向及び焦点距離を制御可能であり、以下のように、自動的にリアチャンネルの音声ビームの反射点の位置を補正することができる。

すなわち、音声再生装置１は、部屋に設置された際や設置後に聴取位置が変更された場合に、スピーカアレイ８の設置位置情報及び聴取者Ｕの聴取位置情報の入力を操作部４で受け付けると、システム制御部２で、聴取者Ｕに対して出力するリアチャンネル（ＳＬｃｈ及びＳＲｃｈ）の音声ビームの出力角及び音声ビームを壁面に最初に反射させる点（以下、第１反射点と称する。）５０ａを計算する。続いて、システム制御部２は、リアチャンネルの音声ビームの第１反射点５０ａが、聴取者Ｕよりも前方に位置するか否かを判定する。そして、システム制御部２は、この第１反射点５０ａが聴取者Ｕよりも前方に位置する場合には、第１反射点５０ａを、その計算で求めた位置よりも後方であって、リアチャンネルの音声が反射して聴取者Ｕの聴取位置において後方から聞こえる位置（点５０ｂ）に補正する。このようにすることで、第１反射点５０ｂで反射したリアチャンネルの音声ビームが後方の壁で反射するまでの間に、聴取者Ｕの近傍を通過することが無くなり、聴取者Ｕがリアチャンネル音声の定位を前方に感じてしまうことを防止でき、リアチャンネルの音声が後方から聞こえるようにすることができる。

以下、音声再生装置１の具体的な動作について説明する。図３は、音声再生装置を設置した部屋の上面図であって、音声再生装置がリアチャンネルの音声ビームの出射角度を補正する動作を説明するための図である。ここで、図３には、本発明を容易に理解できるように、音声再生装置１を設置する部屋４０が理想的な形状である直方体であり、音声再生装置１を部屋４０の前壁４１の中央付近における壁際に、スピーカアレイ８の前面（放音面）が前壁４１と平行になるように設置した場合について説明する。また、図３において、前壁４１及びスピーカアレイ８に平行な方向をｘ軸方向、前壁４１及びスピーカアレイ８と垂直な方向をｙ軸方向とし、スピーカアレイ８の中央を座標原点ｏ（０，０）とする。また、原点ｏから右壁４４の方向をｘ軸における正の方向、原点ｏから後壁４３の方向をｙ軸における正の方向とする。

音声再生装置１を部屋４０に設置する際には、聴取者Ｕは、音声再生装置１の設置位置（壁際の中央付近か、部屋のコーナか）、スピーカアレイ８の前面から後壁４３までの距離Ｌ、その部屋の横幅Ｗ、スピーカアレイ８の前面から聴取位置（リスニングポジション）５１までの距離Ｐ、スピーカアレイ８の中央（原点）から左壁４２までの距離Ｍ、スピーカアレイ８の床からの高さＨなどを操作部４から入力する。音声再生装置１のシステム制御部２（音源位置演算補正処理部１２）は、操作部４で受け付けたこれらのデータに基づいて、音声再生装置１が設置された部屋の形状を判断するとともに、リアチャンネル（ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈ）の音声ビームの出射角度を演算する。

すなわち、ＳＬｃｈの出射角θsl＝Ａｒｃｔａｎ（Ｙsl／Ｘsl）
ＳＲｃｈの出射角θsr＝Ａｒｃｔａｎ（Ｙsr／Ｘsr）
なお、Ｘsl＝２＊（−Ｍ）， Ｙsl＝２＊Ｌ−Ｐ
Ｘsr＝２＊（Ｗ−Ｍ）， Ｙsr＝２＊Ｌ−Ｐ
となる。

続いて、システム制御部２（音源位置演算補正処理部１２）は、スピーカアレイ８の前面からリアチャンネルの音声ビームの第１反射点５０ａまでのｙ軸方向の距離Ｒを演算して、聴取位置よりも第１反射点５０ａが前方に位置するか否かを判定する。すなわち、距離Ｐ＞距離Ｒであるか否かを判定する。

ここで、距離Ｐは以下の通りである。すなわち、
ＳＬｃｈの第１反射点のｙ座標Ｒsl＝−Ｍ＊ｔａｎθsl
＝−Ｍ＊（Ｙsl／Ｘsl）
ＳＲｃｈの第１反射点のｙ座標Ｒsr＝−Ｍ＊ｔａｎθsr
＝（Ｗ−Ｍ）＊（Ｙsr／Ｘsr）
そして、システム制御部２（音源位置演算補正処理部１２）は、このＳＬｃｈ，ＳＲｃｈの第１反射点５０ａが聴取位置Ｐよりも前方に位置する場合（距離Ｐ＞距離Ｒの場合）には、第１反射点を、その計算で求めた位置よりも後方であって、リアチャンネルの音声が反射して聴取者Ｕの聴取位置において真横乃至後方から聞こえる位置に補正する。例えば、聴取位置におけるスピーカアレイの前面と平行な面と、聴取者Ｕの側方の壁面と、の交線上に、すなわち、ｙ軸方向における距離Ｐの位置に第１反射点５０ｂを設定する。この場合、実際の聴取位置（フロントチャンネルの音声の聴取位置）５１よりも前方（スピーカアレイ８側）の仮想聴取位置（リアチャンネルの音声の聴取位置）５２に対してＳＬｃｈ及びＳＲｃｈの音声ビームを出射することと同じことになる。つまり、フロントチャンネルの音声の聴取位置５１よりも前方にリアチャンネルの音声の聴取位置５２を設定したことになる。このとき、ＳＬｃｈ及びＳＲｃｈの音声ビームの出射角度は、以下のようになる。
補正後のＳＬｃｈの出射角θcsl＝Ａｒｃｔａｎ（Ｐ／（−Ｍ））
補正後のＳＲｃｈの出射角θcsr＝Ａｒｃｔａｎ（Ｐ／（Ｗ−Ｍ））
なお、第１反射点の補正後の位置５０ｂは、聴取者Ｕの聴取位置におけるスピーカアレイの前面と平行な面と、聴取者Ｕの側方の壁面と、の交線上か、その位置よりも部屋の後方側に設定するのが好ましい。また、リアチャンネルの音声ビームの焦点位置は、聴取位置５１近傍でリアチャンネルの音声ビームが拡散して聴取者Ｕがリアチャンネルの音声を確実に聴取できるような位置に設定すれば良い。

このように、リアチャンネルにおける音声ビームの第１反射点の位置を補正することで、第１反射点で反射したリアチャンネルの音声ビームが後方の壁で反射するまでの間に、聴取者Ｕの近傍を通過することが無くなり、聴取者Ｕがリアチャンネル音声の定位を前方に感じてしまうことを防止でき、リアチャンネルの音声が真横乃至後方から聞こえるようにすることができる。

ここで、図３には、音声ビームの経路を直線で表しているため、第１反射点の位置を補正したことにより、聴取位置５１に音声ビームが届かなくなったように見えるが、実際は音声ビームは一定の径を持ち、また、後壁４３で反射した際に聴取位置５１の方向に反射する成分もあるので、聴取位置５１において聴取者Ｕはリアチャンネルの音声をある程度の音量で聴取できる。しかしながら、リアチャンネルの音声ビームの大半は、仮想聴取位置５２の方向へ反射するため、リアチャンネルの音声の音量が適正であるとは言い難い。そこで、リアチャンネルの音声ビームの第１反射点を補正する際に、リアチャンネルの音声ビームの音量レベルが出射時に一定量上昇するように補正すると良い。これにより、聴取者に届くリアチャンネルの音量を適正な値にすることができ、聴取者Ｕは最適化されたサラウンドサウンドを楽しむことができる。なお、音声ビームの音量レベルを上昇させる量は、後壁４３におけるリアチャンネルの音声ビームの反射点と聴取位置５１との距離に応じて調整すると良い。また、予め設定した適正値を音声再生装置１の記憶部３に記憶させておき、第１反射点の位置補正時に、記憶部３から適正値を読み出して設定するようにしても良い。

次に、音声再生装置１を設置する際に、リアチャンネルの音声ビームの第１反射点の位置補正動作についてフローチャートに基づいて説明する。図４は、音声再生装置が音声ビーム設定モードを実行する際の動作を説明するためのフローチャートである。

音声再生装置１は、室内における聴取者Ｕの所望の位置に設置されて、位置情報が未設定の場合には、聴取者に対して、音声再生装置１の設置位置（壁際の中央付近か、部屋のコーナか）、スピーカアレイ８の前面から後壁４３までの距離Ｌ、音声再生装置１を設置する部屋の横幅Ｗ、スピーカアレイ８の前面から聴取位置（リスニングポジション）５１までの距離Ｐ、スピーカアレイ８の中心（原点）から左壁４２までの距離Ｍを、操作部４から入力するように促す内容を表示部５に表示させ（ｓ１）、これらの情報が入力されるまで表示部５への表示を続ける（ｓ２）。聴取者は、表示部５に表示された内容に従って、操作部４を操作して各情報を入力する。

システム制御部２の音源位置演算補正処理部１２は、音声再生装置１の設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報が操作部４から入力されたことを検出すると、これらのデータに基づいて、リアチャンネル（ＳＬｃｈ，ＳＲｃｈ）の音声ビームの出射角度を算出する（ｓ３）。続いて、音源位置演算補正処理部１２は、リアチャンネルの音声ビームの第１反射点からスピーカアレイ８の前面までのｙ軸方向の距離Ｒを算出して（ｓ４）、聴取位置よりも第１反射点が前方に位置するか否か、すなわち、距離Ｐ＞距離Ｒであるか否かを判定する（ｓ５）。

音源位置演算補正処理部１２は、距離Ｐ＞距離Ｒである場合には、第１反射点を、その計算で求めた位置よりも後方であって、リアチャンネルの音声が反射して聴取者Ｕの聴取位置において真横乃至後方から聞こえる位置、すなわち、聴取位置を含みスピーカアレイ８の前面と平行な面が左壁４２及び右壁４４と交差する位置に第１反射点を補正する（ｓ６）。続いて、フロントチャンネル（Ｃｃｈ，Ｌｃｈ，Ｒｃｈ）の音声ビームの出射角度を算出して、記憶部３へ各チャンネルの音声ビームの出射角度情報を出力して、記憶部３に記憶させる（ｓ７）。

このように、本発明では、音声再生装置においてリアチャンネルの音声ビームの出射角度を容易かつ素早く補正することができ、聴取位置に応じて最適なサラウンド環境を設定することができる。

なお、以上の説明では、音声再生装置１を設置する部屋４０が理想的な形状である直方体であり、音声再生装置１を部屋４０の前壁４１の中央付近における壁際に設置した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他のオフセットした位置に設置した場合であっても本発明を適用できる。

また、音声再生装置１では、上記のように自動的にリアチャンネルの音声ビームの出射角度を補正するだけでなく、聴取者が操作部４を操作してマニュアルでリアチャンネルの音声ビームの出射角度を補正（調整）することもできる。例えば、音声再生装置１が自動的に補正したリアチャンネルの音声ビームの出射角度を微調整したい場合などに操作部４を操作することで、聴取者の好みの位置にリアチャンネルの音声を定位させることができる。

本発明の実施形態に係る音声再生装置の概略構成を示すブロック図である。 スピーカアレイの配置図である。 音声再生装置を設置した部屋の上面図であって、音声再生装置がリアチャンネルの音声ビームの出射角度を補正する動作を説明するための図である。 音声再生装置が音声ビーム設定モードを実行する際の動作を説明するためのフローチャートである。 特許文献１に記載のスピーカ装置を設置した部屋の上面透視図である。

符号の説明

１−音声再生装置 ２−システム制御部 ３−記憶部 ４−操作部
５−表示部 ６−マルチチャネル入力 ７−ビーム形成部
８−スピーカアレイ １１−ユーザＩ／Ｆ処理部
１２−音源位置演算補正処理部 １３−ビーム制御処理部

Claims (4)

1. マトリックス状またはライン状に配置された複数のスピーカを有するスピーカアレイと、
   前記スピーカアレイからマルチチャンネルサラウンド音声の各チャンネルの音声ビームを、直接または壁面で反射して聴取位置へ到達するように、ビーム方向及び焦点距離を制御するビーム制御手段と、
   を備えた音声再生装置であって、
   前記ビーム制御手段は、フロントチャンネルの音声ビームが側壁で反射して聴取位置へ到達するように、リアチャンネルの音声ビームが側壁及び後壁で反射して聴取位置へ到達するように、ビーム方向及び焦点距離を制御するとともに、
   リアチャンネルの音声ビームの側壁における反射位置の前後関係が、前記フロントチャンネルの音声の聴取位置と同じか、その位置よりも後方になるように、前記ビーム方向及び焦点距離を制御して、
   リアチャンネルの音声の聴取位置を、フロントチャンネルの音声の聴取位置よりも前方にすることを特徴とする音声再生装置。
2. 前記スピーカアレイの設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報の入力を受け付ける位置入力手段と、
   前記位置入力手段が各位置情報の入力を受け付けると、聴取者に対して出力するリアチャンネルの音声ビームの出力角及び反射点の位置を計算し、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが側壁で最初に反射する第１反射点が、聴取者よりも前方に位置するか否かを判定して、該第１反射点が聴取者よりも前方に位置する場合には、該第１反射点をその計算で求めた位置よりも後方であって、聴取者の聴取位置においてリアチャンネルの音声が真横乃至後方から聞こえる位置に、該第１反射点の位置を補正するビーム補正手段と、
   を備えた請求項１に記載の音声再生装置。
3. 前記ビーム補正手段は、前記第１反射点を補正する際に、前記リアチャンネルの音声ビームの音量レベルが出射時に一定量上昇するように補正する請求項１または２に記載の音声再生装置。
4. 前記スピーカアレイの設置位置情報及び聴取者の聴取位置情報の入力を前記位置入力手段が受け付けると、前記ビーム補正手段が聴取者に対して出力するリアチャンネルの音声ビームの出力角及び反射点の位置を計算する工程、
   前記ビーム補正手段が、マルチチャンネルサラウンド音声におけるリアチャンネルの音声ビームが壁面で最初に反射する第１反射点が、聴取者よりも前方に位置するか否かを判定する工程、
   該第１反射点が聴取者よりも前方に位置する場合には、前記ビーム補正手段が該第１反射点を、その計算で求めた位置よりも後方であって、リアチャンネルの音声が反射して聴取者の聴取位置において真横乃至後方から聞こえる位置に補正する工程、
   を備えた請求項１乃至３のいずれかに記載の音声再生装置の音声ビーム反射位置補正方法。

Images